Шестеренный насос с магнитным приводом из стали

Когда слышишь 'шестеренный насос с магнитным приводом', первое, что приходит в голову — герметичность и отсутствие протечек. Но на практике всё упирается в сталь. Не ту, что на словах, а ту, что в разрезе показывает структуру зерна после закалки.

Почему магнитный привод не панацея

В 2018 году мы получили партию насосов от субподрядчика — внешне идеально, но при тестировании с маслом И-20 на 1400 об/мин началась вибрация. Разобрали — оказалось, термообработка вала проведена с нарушением, магнитная муфта работала с эксцентриситетом. Тогда я впервые задумался, что магнитный привод не прощает ошибок в механообработке.

Часто думают, что главное — подобрать неодимовые магниты с запасом по крутящему моменту. На деле же зазоры между шестернями и стенками корпуса критичнее. Если сталь корпуса не прошла стабилизирующий отжиг, через 200-300 часов работы геометрия 'поплывёт', и магниты не спасут.

Коллеги из ООО Тайканг Шунда Магнитный Насос Технология как-то показывали свои испытания — у них на стенде насос гоняли 5000 часов с перепадами температур от -40°C до 180°C. Результат: износ шестерён не превысил 0.03 мм, но только при использовании стали 40Х13 вместо распространённой 20Х13. Детали — на их сайте shunda163.ru, там есть отчёты.

Сталь — это не только марка

Брали как-то заготовки из 95Х18 — казалось бы, лучший вариант для агрессивных сред. Но после шлифовки зубьев появились микротрещины — проблема в режиме закалки. Пришлось сотрудничать с ООО Тайканг Шунда, у них как раз есть патенты на термообработку ответственных деталей насосов.

Их технологи предлагают делать двойную закалку с промежуточным отпуском — энергозатратно, но для химпрома оправдано. Кстати, их национальные патенты на изобретения как раз покрывают эту тему.

Сейчас многие пытаются экономить на обработке, но для шестеренного насоса с магнитным приводом шлифовка шестерён должна идти после сборки муфты — иначе биение съест КПД. Проверяли на практике: при нарушении последовательности сборки потери мощности достигали 15%.

Магнитная муфта — тонкости балансировки

Самое сложное — не рассчитать магнитное поле, а отбалансировать ротор с учётом температурного расширения. Помню случай на ТЭЦ-2: насос работал на дизтопливе, через 3 месяца начался шум. Вскрыли — внешний магнит сместился на 0.2 мм из-за разницы ТКР алюминиевого корпуса и стального вала.

Теперь всегда советую смотреть новые технологии магнитной передачи — например, у Шунда есть разработка с компенсационными кольцами из спецсплава. Не идеально, но для температур до 250°C работает стабильнее.

Балансировку надо проводить не на воздухе, а в рабочей жидкости — мы используем индустриальное масло И-30А. Погрешность в 0.5 г×см уже чувствуется на высоких оборотах.

Реальные кейсы и ошибки

В 2021 году делали насос для лакокрасочного завода — заказчик требовал работу с абразивными пигментами. Поставили износостойкие вставки из карбида вольфрама, но забыли про магнитную изоляцию — частицы стали намагничиваться и забивали зазоры. Урок: для абразивных сред нужен лабиринтный уплотнитель ДО магнитной зоны.

Кстати, ООО Тайканг Шунда Магнитный Насос Технология как раз имеет патенты на полезные модели по защите магнитного узла от абразивов — стоит посмотреть их каталог на shunda163.ru.

Ещё один момент — сборка. Как-то пришлось переделывать три насоса после 'кустарного' ремонта — механики поставили прокладки на силикон, который потом попал в рабочую полость. Магнитная муфта остановилась не сразу, а через 8 часов работы — когда герметик налип на шестерни.

Что в итоге работает

За 10 лет пришёл к выводу: шестеренный насос с магнитным приводом живёт долго только при комплексном подходе. Сталь 40Х13 с двойной закалкой, прецизионная шлифовка зубьев после термообработки, балансировка в жидкости и — важно! — расчёт зазоров с учётом вязкости рабочей среды.

Сейчас многие производители переходят на порошковую металлургию для магнитов, но это оправдано только для малых мощностей. Для промышленных насосов лучше литые неодимовые магниты с покрытием Ni-Cu-Ni — пусть дороже, но перемагничивание реже.

Если брать готовые решения — у ООО Тайканг Шунда неплохие типовые модели для нефтехимии. Их высокотехнологичные продукты в провинции Цзянсу проходят испытания на вибростендах, что важно для насосов с магнитным приводом.

Мелочи, которые решают

Часто игнорируют крепёж — штатные болты из стали 3 не держат момент от магнитной муфты при пусковых токах. Меняем на 40Х, проблем становится меньше.

Ещё нюанс — смазка подшипников. Для магнитных насосов нельзя использовать консистентные смазки — они накапливают частицы износа и создают дисбаланс. Только жидкие масла с присадками против задиров.

И да — после сборки обязательно тестировать с контрольной жидкостью минимум 2 часа. Лучше выявить проблемы на стенде, чем менять насос на объекте. Мы как-то пропустили этот этап — потом неделю отмывали трубопровод от металлической стружки.